禾川S1系列SCARA機器人具有輕便互聯(lián)、靈活擴展、多協(xié)議支持等多重優(yōu)點，本文重點介紹了S1系列SCARA機器人在充電樁槍頭內(nèi)芯沖壓設(shè)備、伺服驅(qū)動器自動組裝線、磁組件(熱組件)自動裝配設(shè)備生過程中的應(yīng)用情況。

　　文/浙江禾川科技股份有限公司

　　1　禾川S1系列SCARA機器人

　　SCARA機器人是一種應(yīng)用于裝配作業(yè)的機器人手臂，擁有三個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，常用于平面定位。作為一種常見的工業(yè)桌面式機器人，SCARA機器人具有高效、高精度、強可靠性的優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于分揀、裝配、搬運、檢測等多種工業(yè)場景中。

　　禾川S1系列SCARA機器人具有輕便互聯(lián)、靈活擴展、多協(xié)議支持等多重優(yōu)點，是用戶在SCARA機器人中的不二之選(圖1)。

　　禾川S1系列SCARA機器人的性能特點有：

　　l 輕便互聯(lián)，免示教器

　　S1系列SCARA機器人開創(chuàng)性的采用移動端桌面示教控制模式，擺脫傳統(tǒng)笨重的示教器與控制線，應(yīng)用調(diào)試更便捷;

　　l 客戶定制，靈活擴展

　　模塊式分部設(shè)計，強勁的產(chǎn)品延伸能力支持兼容市面上主流的通訊協(xié)議，支持I0擴展,外部軸擴展、編碼器輸入擴展、模擬量輸入/物出擴展;

　　l 多種協(xié)議支持，生態(tài)開放

　　機器人預(yù)留豐富接口，可通過TCP/IP、EtherCAT、Ethernet/IP、OPC UA、RS485/232以及Modbus等通訊協(xié)議與其他設(shè)備遠程交互;提供通用控制接口，與上下游自動化設(shè)備對接更快速方便;支持多平臺二次開發(fā)，幫助用戶快速實現(xiàn)多場景應(yīng)用;

　　l 安全協(xié)作，碰撞保護

　　支持碰撞保護等高階安全功能?？梢匝杆贆z測到碰撞發(fā)生，及時停機。避免人員受傷和設(shè)備損壞;

　　l 拖拽&桌面APP離線編程

　　手動拖拽示教機器人到對應(yīng)點位，機器人自主記憶示教路徑;在離線編程款件加持下，實現(xiàn)程序即編即調(diào)，讓編程示教易如反掌。

　　圖1　禾川S1系列SCARA機器人

　　2 解決方案應(yīng)用案例

　　(1)電槍內(nèi)芯自動裝配設(shè)備

　　①產(chǎn)品介紹

　　隨著中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策的推動和消費者環(huán)保意識的增強，新能源汽車市場迎來了爆發(fā)式增長，這也直接帶動了充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展。充電樁作為新能源汽車能量補充的關(guān)鍵設(shè)備，其技術(shù)進步、分布密度以及使用便利性直接影響著新能源汽車的普及率和用戶體驗。

　　充電樁槍頭內(nèi)芯是充電樁與電動汽車進行電力傳輸?shù)年P(guān)鍵部件，它通過物理連接實現(xiàn)高壓直流電的安全、高效傳輸。充電樁槍頭內(nèi)芯沖壓設(shè)備通過沖壓機將鐵芯與塑料件壓合，壓合完畢后由直線電機將物料輸送至碼垛工位。SCARA機器人將物料依次放置到左右兩組碼盤。禾川充電樁槍頭內(nèi)芯沖壓設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

　　圖2　禾川充電樁槍頭內(nèi)芯沖壓設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　?、谛阅苤笜?/p>

　　l 精度：重復(fù)定位精度≤0.02mm;

　　l 節(jié)拍：單次抓放節(jié)拍低于2秒/每分鐘最快抓取31個。

　?、鄯桨竷?yōu)勢

　　· 多工位機器人調(diào)度系統(tǒng)采用遠程I/O技術(shù)，實現(xiàn)對外部設(shè)備的無縫對接，從而使設(shè)備能夠直接指令機器人進行程序選項的選擇、執(zhí)行的啟動與停止等關(guān)鍵操作;

　　· 機器人自帶4點碼垛工藝包，示教4個點位以及設(shè)置行數(shù)/列數(shù)機器人利用其內(nèi)置的算法根據(jù)計算得出每個產(chǎn)品的精確位置，自動執(zhí)行抓取和放置動作，完成整個碼垛過程。此過程可以高度自動化，提高效率并減少人工錯誤;

　　· 通過EtherNet/IP協(xié)議與上級控制器進行通信，充分利用了該協(xié)議在速度方面的顯著優(yōu)勢，實現(xiàn)項目中所有控制點的靈活配置與實時調(diào)整，其強大的數(shù)據(jù)傳輸能力能夠高效地通過通信對機器人點位進行即時修改與優(yōu)化，極大地增強了系統(tǒng)的響應(yīng)速度與可操作性。禾川SCARA機器人自帶多種通訊工藝包，能夠滿足不同平臺之間交互通訊。

　　(2)伺服驅(qū)動器組裝搬運

　?、佼a(chǎn)品介紹

　　禾川伺服驅(qū)動器在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，并在物流設(shè)備、包裝設(shè)備、印刷設(shè)備、激光設(shè)備、機器人等領(lǐng)域中取得了用戶的高度認可。禾川伺服及電機能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化生產(chǎn)，自動化生產(chǎn)能夠減少人為因素造成的誤差，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性與一致性，從而在根本上提升良品率并降低成本，增強了企業(yè)的市場競爭力。此外，自動化生產(chǎn)還能根據(jù)市場需求靈活調(diào)整產(chǎn)能，快速響應(yīng)市場變化，為客戶提供更加可靠和高效的伺服解決方案。

　　驅(qū)動器自動組裝線的機器人抓取散熱鋁板、PCB板到指定工位，由機器人觸發(fā)相機進行缺陷拍照檢測，相機拍照定位對組裝位置進行補償，使散熱鋁板與PCB板貼合，隨后進行二次拍照，實現(xiàn)分揀。禾川驅(qū)動器自動組裝線結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

　　圖3　禾川驅(qū)動器自動組裝線結(jié)構(gòu)圖

　　②性能指標

　　l 精度：重復(fù)定位精度≤0.02mm;

　　l 節(jié)拍：每分鐘≥20pcs。

　?、鄯桨竷?yōu)勢

　　· 自帶視覺工藝包，成熟的工藝包讓用戶可以更快地完成系統(tǒng)的部署和調(diào)整，從而縮短了從安裝到正式運行的整個調(diào)試周期。無需從零開始編寫復(fù)雜的視覺處理程序，通過簡單的配置和參數(shù)調(diào)整即可完成設(shè)置。讓用戶設(shè)定參數(shù)來構(gòu)建視覺檢測流程，大大降低了使用“門檻”，使得非專業(yè)編程人員也能快速上手;

　　· 強大的多任務(wù)處理能力實現(xiàn)高效的控制和通訊，多核CPU同時處理多項任務(wù)，而不干擾主程序的運行進程，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。

　　(3)空開磁組件高速碼垛應(yīng)用

　　①產(chǎn)品介紹

　　熱磁式空氣開關(guān)通過結(jié)合熱元件和磁元件，實現(xiàn)了對電路的雙重保護：熱元件對持續(xù)過載情況進行響應(yīng)，而磁元件則快速應(yīng)對短路故障。這種設(shè)計既保證了電路在日常運行中的安全，又能有效應(yīng)對突發(fā)的電氣故障，是電氣系統(tǒng)中不可或缺的安全保護裝置。磁組件(熱組件)自動裝配設(shè)備示意圖如圖4所示。

　　圖4　磁組件(熱組件)自動裝配設(shè)備示意圖

　　產(chǎn)品為空開中的熱組件和磁組件，線體前端產(chǎn)品組裝完成后流入后端檢測工位，搭配相機進行外觀檢測，檢測后由PLC發(fā)送產(chǎn)品狀態(tài)位，機器人判斷狀態(tài)位抓取產(chǎn)品進行良品碼垛或次品丟棄，最后抓取空盒回流前端，直至擺滿整個碼盤。禾川磁組件(熱組件)自動裝配設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

　　圖5　禾川磁組件(熱組件)自動裝配設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　②性能指標

　　l 精度：重復(fù)定位精度≤0.02mm;

　　l 節(jié)拍：單次抓放節(jié)拍低于1.3秒/每分鐘最快抓取38個。

　　③方案優(yōu)勢

　　· 自帶4點碼垛工藝包，示教4個點位以及設(shè)置行數(shù)/列數(shù)機器人利用其內(nèi)置的算法根據(jù)計算得出每個產(chǎn)品的精確位置，自動執(zhí)行抓取和放置動作，完成整個碼垛過程，此過程可以高度自動化，提高效率并減少人工錯誤;

　　· 支持拖動示教功能，不僅在操作上以及后續(xù)操作人員的維護上都大大降低了對技術(shù)人員的專業(yè)性要求，加強了操作員與機器人之間的直接互動，使得示教過程更加自然流暢，提升工作效率;

　　· 基于動力學(xué)模型，設(shè)計多種碰撞響應(yīng)策略。不同于簡單的碰撞停止動作，優(yōu)化后的碰撞回退功能能夠在檢測到碰撞時，迅速且平穩(wěn)地沿原路徑后退，這種高階碰撞保護機制尤為重要，它能有效降低工作場所事故風(fēng)險，保障操作人員的安全。